阿里雲李響：阿里巴巴大規模雲原生應用是如何實現的？

6月26日，雲原生領域頂級大會KubeCon + CloudNativeCon落下帷幕，做爲雲原生技術與應用的領先企業，阿里雲全面展現了雲原生產品家族、開源全景圖，讓企業、開發者輕鬆享受雲的技術紅利。

現在，阿里雲已經成爲國內雲原生領域開源貢獻最全面的科技公司，涵蓋編排調度、做業管理、無服務器框架等：

●主導維護etcd、containerd、dragonfly等多個CNCF明星項目的發展，已有超過10個項目進入CNCFlandscape；
●項目建設層面：積極建設Kubernetes項目，貢獻量位居全球前10；
●開源生態支持：加入CNCF、OCI、CDF等基金會，成爲多個基金會的頂級會員，共建開源生態。

大會期間，阿里雲資深技術專家、中國首個CNCF TOC李響分享了阿里巴巴探索雲原生技術的經驗，以及應對雲原生應用落地挑戰的方法。

 

大規模實踐是雲原生落地的必經之路

雲原生是一種全新的理念，也是一套涉及整個IT技術棧協同的方法論，單純的產品研發遠遠不夠，只有經歷了大規模的場景實踐才實現到全方位的效率提高，並實現落地。

十年前，阿里巴巴先於其它公司遇到了大規模流量的挑戰，因而決定升級IT架構，並開始經過容器實踐雲原生技術體系解決流量壓力。在整個業界都尚未任何範例可供參考的大背境下，逐漸摸索出了一套比肩全球一線技術公司而且服務於整個集團的容器化基礎設施架構，開啓了中國公司將雲原生技術體系在電商、金融、製造等領域中大規模應用的先河。

這個探索歷程雖然孤獨，但卻被始終如一的堅持至今。正是在這個背注一擲的技術探索與奮進的過程當中，完整的經歷了雲原生技術浪潮裏的全部關鍵節點，不只成爲了此次技術革命的重要見證者，也逐漸成爲中國雲原生技術體系當之無愧的推進者與引領者之一。

毫無疑問，阿里巴巴的互聯網規模以及複雜業務場景是推進雲原生的自然優點，在雙11成本壓力的推進下，資源成本與效率優化成了雲原生的起點。也就是從容器入手，研究低成本虛擬化與調度技術：

• 提供靈活、標準的部署單元；
• 將靜態資源分配更換爲動態按需調度，進一步提高部署效率，解決資源碎片化問題，提升部署密度；
• 經過存儲網絡虛擬化和存儲計算分離等技術，加強任務的可遷移性，進一步提升了資源的可靠性，下降了資源成本。

在資源成本的推進下，阿里完成了全面容器化，資源分配也被高效調度平臺接管。而阿里的雲原生並未止步於此，提升研發效率與加快迭代週期是推進阿里業務加強的祕密武器。

爲了下降應用部署難度，提升部署自動化程度，阿里開始採用 Kubernetes 做爲容器編排平臺，而且持續推進 Kubernetes 的性能與可擴展性，引入了諸如 Helm 的應用標準化管理，與此同時，也開始探索服務網格，致力於進一步提升服務治理的普適性與標準性，下降開發者使用門檻。

今年3月，阿里雲智能總裁張建鋒宣佈阿里巴巴集團將來兩年內實現全站上雲。通過雲原生的探索與改造，現在阿里基礎架構體系是現代化和標準化的。

• 利用容器技術，應用與宿主機運行時完成了解耦；
• 利用 Kubernetes 對 Pod 與 Volume 等的抽象，完成了對多種資源實現的統一化；
• 經過智能調度與 PaaS 平臺，讓自動遷移應用，修復不穩定因素成爲了可能，阿里經過雲原生技術大大下降了上雲的難度。

在提升資源和人員效率的過程當中，整個基礎設施也變得更加開放，連通開源生態，在交流互動中不斷吸取和貢獻好的理念、技術、思想。現在，阿里雲不只支撐着中國最大的雲原生應用雙11，並且擁有國內最大的公共雲集羣和鏡像倉庫。做爲惟一入選 Gartner 的公有云容器服務競爭格局的廠商，阿里雲也積累了最爲豐富和寶貴的客戶實踐。

 

持續優化，提高企業和開發者效率

彈性和規模性是支撐阿里巴巴各類類型的複雜場景以及流量高峯的關鍵因素。阿里巴巴持續優化性能，能夠分爲四個維度：工做負載追蹤、性能分析、定製化調度、大規模鏡像分發。首先對工做負載調度有完整的追蹤、重放機制，其次將全部性能問題的進行細緻分析，逐一攻克技術瓶頸。

通過不斷打磨，阿里巴巴在 Kubernetes 規模與性能上取得了顯著的成果：將存儲object 的數量提高25倍，支持的節點數從5000提高到上萬，在端到端調度延遲從5s變爲100ms等。

其中有很多工做和社區共同開展，而這些研發成果都已經貢獻給社區，其餘企業及開發者也能夠享受阿里巴巴規模帶來的技術紅利。

Kubernetes 自己的可定製性很強，阿里巴巴針對自身業務場景沉澱了定製化的調度能力和鏡像分發系統，例如開源Dragonfly 項目脫胎於雙11，具有極強的鏡像分發能力。

總體來講，阿里巴巴落地 Kubernetes 能夠分爲三個階段：

• 首先經過 Kubernetes 提供資源供給，可是不過多幹擾運維流程，這個系統容器是富容器，將鏡像標準化與輕量級虛擬化能力帶給了上面的 PaaS 平臺。
• 第二步，經過 Kubernetes controller 的形式改造PaaS 平臺的運維流程，給 PaaS 帶來更強的面向終態的自動化能力。
• 最後把運行環境等傳統重模式改爲原生容器與 pod 的輕量模式，同時將 PaaS 能力徹底移交給Kubernetes controller，從而造成一個徹底雲原生的架構體系。

企業如何應對雲原生落地的挑戰？

阿里巴巴雲原生的探索，起步於自研容器和調度系統，到現在擁抱開源的標準化技術。目前，Kubernetes已經成爲雲原生生態的中流砥柱，它不只向下屏蔽了底層細節，並且向上支撐各類周邊業務生態；另外一方面，社區中有着愈來愈多圍繞 Kubernetes 構建的開源項目，好比Service Mesh、Kubeflow。

但云原生技術架構演進中也存在很多挑戰，最爲艱難的挑戰其實來自於 Kubernetes 自己的管理。由於 Kubernetes 相對年輕，其自身的運維管理系統生態尚不完善。對於阿里而言，數以萬計的集羣管理相當重要，咱們探索並總結了四個方法：

• Kubernetes on Kubernetes，利用 K8s 來管理 K8s 自身；
• 節點發布回滾策略，按規則要求灰度發佈；
• 將環境進行鏡像切分，分爲模擬環境和生產環境；
• 而且在監控側下足功夫，將Kubernetes 變得更白盒化和透明化，及早發現問題、預防問題、解決問題。

這次 KubeCon 大會上，阿里雲重磅公佈了兩個項目：Cloud Native App Hub —— 面向全部開發者的 Kubernetes 應用管理中心，OpenKruise —— 源自全球頂級互聯網場景的 Kubernetes 自動化開源項目集。

雲原生應用中心（Cloud Native App Hub）方便用戶得到應用資源，並大大簡化了 Kubernetes 部署安裝一個應用的步驟；OpenKruise/Kruise 項目致力於成爲「雲原生應用自動化引擎」，解決大規模應用場景下的諸多運維痛點。

 

本文做者：阿里雲頭條

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